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Fibres optiques
Bonjour, je suis en train de réviser le chapitre des ondes, et j'ai un doute sur une des questions de cet exo j'aimerai être éclairée. Ca à l'air long et démoralisant mais je bloque juste sur une toute petite question, merci de tout lire !
Fibres optiques
La dernière génération de communication utilise de la lumière qui circule
dans des fibres optiques. Cette technique permet le transport de l'information
de façon plus sûre : la lumière est très peu sensible à des perturbations électriques.
Cependant, la méthode limite le débit d'information, c'est-à-dire le
nombre d'information qui peut circuler par unité de temps.
Une fibre optique est généralement constituée d'un cylindre transparent
de rayon r = 25μm et d'indice optique n=1,500 entouré d'une gaine
transparente d'indice n=1,490 .
Pour des raisons de symétrie, l'étude de la propagation de la lumière est
faite dans un des plans de symétrie du cylindre.
La source lumineuse, placée au point O situé à une extrémité de la fibre
optique, émet des rayons lumineux dans toutes les directions.
On rappelle les lois de Descartes régissant les phénomènes de réflexion et
de réfraction d'un rayon lumineux à la séparation entre deux milieux
d'indices optiques différents :
PHOTO 1
La fibre optique guide la lumière en ne permettant pas sa sortie par
ailleurs que les extrémités. Le rayon se réfléchit sur les parois intérieures
de la fibre.
PHOTO 2
Soit un rayon lumineux partant de la source en O en faisant un angle
α avec l'axe de la fibre.
1.Quel est l'expression de l'angle d'incidence du rayon avec la paroi de la fibre ?
2.En utilisant la loi de la réfraction, déterminer la plus grande valeur α0 de α (entre 0 et 
/2)telle qu'il n'y ait pas de rayon réfracté si 0
α α0 On parle de réflexion totale : le rayon ne sort alors jamais de la fibre.
Alors:
1. Soit I1 l'angle d'incidence du rayon avec la paroi de la fibre :
On a : I1= /2 - 
2. J'ai un petit problème ici, je sais comment retrouver l'angle en utilisant la loi de Descartes, mais on nous dit que la fibre est entouré d'une gaine dont on nous donne l'indice optique et sur la photo 2, au dessus de la limite de la fibre il y a marqué nair , je ne sais pas quoi utilisé :
nsinI1=n2sinI2 ou n1sinI1=nairsinI2
I2 étant l'angle refracté ici égal à /2
Merci de me répondre !
Bonsoir
c'est n1sinI1=n2sinI2 et non pas n1sinI1=nairsinI2
Il faut bien comprendre que la gaine qui entoure la fibre optique a pour but unique de protéger le cœur de la fibre des salissures qui pourrait arriver par l'air (boue, etc...) donc le cœur de la fibre optique n'est jamais au contact de l'air mais seulement au contact de la gaine protectrice qui l'entoure.
donc : n1sinI1=n2sinI2
Cordialement
wagami
D'accord, merci beaucoup.
3. 3. Quelle est la vitesse de propagation de la lumière dans le cylindre
transparent. On donne la valeur de la célérité de la lumière dans le vide :
c=3*108 m.s-1
On utilise v=c/n donc v= 2*108 m.s-1
4.Si la longueur de la fibre est l=1km donner l'expression du temps 
mis par le rayon lumineux pour parcourir toute la fibre en fonction de .
Alors là on a v=d/ donc =d/v
Ensuite, comment peut-on retrouver la distance parcourue en connaissant la longueur du fil. Je vois à peu près mais je ne sais pas comment m'y prendre.
Merci !
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